Specseminars-13

Kiberfizikālās sistēmas (KFS)

LU DF bakalaura studiju kurss DatZ2035, meklēt eStudijās.

KFS, tai skaitā sensori, iegultas iekārtas, to programmēšana un robotika

• Notiek: Ceturtdienās 16:30 (var nākt vēlāk) - ~18:30 (var iet prom ātrāk).
• Vieta: LU DF 312. telpā.
• Vada: Leo Seļāvo (LS) un Artis Mednis (AM)

• Vēstkopa komunikācijai par kursa aktualitātēm, uzdevumiem, termiņiem un problēmām:
  • Google grupa lu-kfs@googlegroups.com Lai pieteiktos, sekot http://groups.google.lv/group/lu-kfs un pieslēgties ar savu google kontu, vai arī sūtīt epastu pasniedzējam.

Tēmas

• Kiber-fizikālas sistēmas (CPS)
• Bezvadu sensoru tīkli (WSN)
• Inteliģentās transporta sistēmas (ITS)

Aktivitātes

• Lekcijas un diskusijas par KFS, sensoriem, iegultām sistēmām, robotiem, viediem transporta līdzekļiem, un tml.
• Būvējam un programmējam robotus, Lego Mindstorms, Arduino sistēmiņas, un citus mazus verķus.

• Robotikas klubam ir arī savs portāls.

Vērtēšana specseminārā

Specsemināra noslēgumā visiem dalībniekiem elektroniski jāiesūta pašnovērtējums vienas lapas apjomā.

(Šo varētu iesūtīt arī izmantojot Google Forms)

• Iesūtāmā epasta tēmai ("Subject") ir jābūt: "KFS KD Vards Uzvards".
• Pašnovērtējuma dokumentam jābūt piekabē, PDF faila formātā ar nosaukumu: "KFS_KD_Vards_Uzvards.pdf"

Pašnovērtējumā jāatbild uz sekojošiem jautājumiem:

1. Kāds uzdevums tika izvirzīts
2. Kas no tā izdarīts, kādi secinājumi
3. Kas no plānotā netika paveikts, kādi secinājumi.
4. Ko specseminārs deva, ko no ieceretā nedeva.
5. Kā vērtē savu dalību un paveikto seminārā, tai skaitā ar cik ballēm 10 ballu sistēmā.

Ja šāds pašnovērtējuma - kursa noslēguma darbs nav savlaicīgi iesūtīts, tad Jūsu darbību specseminārā nav iespējams vērtēt ar atzīmi.

Kalendārs

Nr.p.k.	Datums	Vada	Tēma
1.	05.09.2013	AM	Specsemināru prezentācija 13. auditorijā.
2.	12.09.2013	AM	Ievads kiberfizikālajās sistēmās - kas tās ir un ko tās ēd aukstajā gadalaikā :)
3.	19.09.2013	AM	Elektronikas pamatelementi. Rezistors, kondensators, indukcijas spole. Diode un tās paveidi. Tranzistors un tā paveidi. Analogās un ciparu mikroshēmas. Mikrokontrolieri. FPGA.
4.	26.09.2013	AM	Elektroenerģija. Spriegums, strāvas stiprums, jauda. Vienreizēji un daudzkārt izmantojami enerģijas avoti. Enerģijas ieguve no apkārtējās vides. Auto elektrotīkla izmantošana KFS vajadzībām. Enerģijas avota izvēle atkarībā no plānotā iekārtas darbības režīma un ilguma. Enerģijas taupīšanas paņēmieni.
5.	03.10.2013	AM	Elektriskie mērījumi. Voltmetrs, ampērmetrs, ommetrs. Osciloskops. Signālģenerators. Spektra analizators. Loģiskais analizators. Specifika mērījumos, kas saistīti ar mazām strāvām un spriegumiem, kā arī augstām frekvencēm.
6.	10.10.2013	LS, AM	Rīki un paņēmieni elektronikas projektu izstrādē. Shēmu zīmēšana (CadSoft EAGLE, TinyCAD, KiCad) un simulēšana (LTspice, ngspice, eispice). Maketplates, lodalvas, kušņi. Lodēšanas pamatprincipi. Iespiesto plašu projektēšana (FreePCB, ExpressPCB) un izgatavošana, t.sk. mājas apstākļos.
7.	17.10.2013	LS, AM	Sensori. Analogās un ciparu saskarnes. Mērāmā lieluma diapazons un precizitāte. Plaša pielietojuma sensori – gaisma, mitrums, temperatūra. Viedi sensori ar iekļautu datu apstrādi. Vairāku sensoru izmantošana ar mērķi iegūt savstarpēji papildinošus datus.
8.	24.10.2013	LS, AM	Bezvadu sakari. Viļņa garums, frekvence, modulācija. Dažādu garumu viļņu izplatīšanās reālos apstākļos. KFS izmantotie frekvenču diapazoni. Antenas, kabeļi, konektori. Antenu virziendarbība. Skinefekts.
9.	31.10.2013	LS, AM	Elektronikas prototipēšanas platformas. Arduino, TelosB, Raspberry Pi. Saskarnes, veiktspēja, enerģijas patēriņš. Platformas izvēle atkarībā no projekta specifikas. Programmatūras izstrāde iegultām sistēmām.
10.	07.11.2013	LS	Platformas: Arduino un klonētās sistēmas. Hacking session. Arduino Programming For Beginners: The Traffic Light Controller.
11.	14.11.2013	LS	Platformas: TelosB un klonētas sistēmas. Izmantojam Seal Blockly un MansOS. Hacking session.
12.	21.11.2013	LS	Platformas: Raspberry Pi un ko ar to darīt. Hacking session.
13.	28.11.2013	LS, AM	Ārtelpu navigācija. GPS, Glonass, Galileo. Inerciālā navigācija. Akselerometrs, žiroskops. Magnetometrs. Iekštelpu navigācija. Ultraskaņa, WiFi vai citu speciālu signālu stipruma mērījumi. Kalmana filtri. Risinājuma izvēle atkarībā no projekta specifikas.
14.	05.12.2013	LS, AM	Ievads robotikā. Ievads inteliģentajās transporta sistēmās (ITS).
15.	12.12.2013	LS, AM	CUDA grafiskā serde un tās programmēšana - kas tas ir un kā to izmantot. Signāli un to apstrādes triki. Ievads ar MATLAB un OCTAVE.
16.	19.12.2013	LS, AM	Mobilo telefonu (Android) programmēšana (vieslekcija?).

Projekti un piemēri

• 11 Arduino projects that require major hacking skills — or a bit of insanity
• Ardusumo: an Open Source Platform for Fighting Robots
• What's Inside Google Glass?
• DARPA Challenge: Build Virtual Robots
• Emergency Reporting Using Smartphone

Iepriekšējie projekti seminārā

• noslodzes monitors ar LCD un Arduino - kā lietot Arduino LCD moduli. (Pirmkods).
• Trikopteris - lidojošs aparāts ar trim motoriem un vienu servo.

Resursi un prezentācijas ārpus LU

• Lekcija par Arduino un IoT @ CPEurope 2012

Raspberry-Pi (RasPi)

Dators par $25 -$35 ar Linux un HDMI kas var izdot BluRay kvalitātes video

• Raspberry Pi foundation
• Kembridžas profesora Alan Mycroft video prezentācija par RasPi un algoritmisko domāšanu.
• Slaidi par RasPi no prezentācijas.
• Wikipedijas lapa par RasPi